智能建筑操作實驗報告-空調(diào)系統(tǒng)

《智能建筑操作實驗》實驗報告PAGEPAGE1中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理及演示操作實驗報告學號姓名班級一、概述中央空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷機、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風機盤管系統(tǒng)和散熱水塔組成。制冷機通過壓縮機將制冷劑壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中與冷凍水進行熱交換，將冷凍水制冷，冷凍水泵將冷凍水送到各風機風口的冷卻盤管中，由風機吹送冷風達到降溫的目的。經(jīng)蒸發(fā)后的制冷劑在冷凝器中釋放出熱量，與冷卻循環(huán)水進行熱交換，由冷卻水泵將帶來熱量的冷卻水泵到散熱水塔上由水塔風扇對其進行噴淋冷卻，與大氣之間進行熱交換，將熱量散發(fā)到大氣中去。但是中央空調(diào)系統(tǒng)中凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負載變化作出相應調(diào)節(jié)，存在很大的浪費。水泵系統(tǒng)的流量與壓差是靠閥門和旁通調(diào)節(jié)來完成，因此，不可避免地存在較大截流損失和大流量、高壓力、低溫差的現(xiàn)象（負荷變小時水泵仍接近全功率運行），不僅大量浪費電能，而且還造成中央空調(diào)最末端達不到合理效果的情況。為了解決這些問題需使水泵隨著負載的變化調(diào)節(jié)水流量并關閉旁通。還有水泵電機的起動電流均為其額定電流的3～4倍，對能耗和電器壽命皆有不利的影響。為了節(jié)約能源和費用，需對水泵系統(tǒng)進行改造，經(jīng)市場調(diào)查與了解采用成熟的變頻器來實現(xiàn)，以便達到節(jié)能和延長電機、接觸器及機械散件、軸承、閥門、管道的使用壽命。目前在我國經(jīng)濟快速發(fā)展的大背景下，由于房地產(chǎn)的快速發(fā)展需求，中央空調(diào)的市場需求呈現(xiàn)強勁的增長趨勢。二、工作原理中央空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷機、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風機盤管系統(tǒng)和散熱水塔組成，其系統(tǒng)結構:(如圖所示)中央空調(diào)系統(tǒng)一般主要由制冷壓縮機系統(tǒng)、冷媒(冷凍和冷熱)循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、盤管風機系統(tǒng)、冷卻塔風機系統(tǒng)等組成。制冷壓縮機組通過壓縮機將空調(diào)制冷劑(冷媒介質(zhì)如R134a、R22等)壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中，冷凍循環(huán)水系統(tǒng)通過冷凍水泵將常溫水泵入蒸發(fā)器盤管中與冷媒進行間接熱交換，這樣原來的常溫水就變成了低溫冷凍水，冷凍水被送到各風機風口的冷卻盤管中吸收盤管周圍的空氣熱量，產(chǎn)生的低溫空氣由盤管風機吹送到各個房間，從而達到降溫的目的。冷媒在蒸發(fā)器中被充分壓縮并伴隨熱量吸收過程完成后，再被送到冷凝器中去恢復常壓狀態(tài)，以便冷媒在冷凝器中釋放熱量，其釋放的熱量正是通過循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的冷卻水帶走。冷卻循環(huán)水系統(tǒng)將常溫水通過冷卻水泵泵入冷凝器熱交換盤管后，再將這已變熱的冷卻水送到冷卻塔上，由冷卻塔對其進行自然冷卻或通過冷卻塔風機對其進行噴淋式強迫風冷，與大氣之間進行充分熱交換，使冷卻水變回常溫，以便再循環(huán)使用。在冬季需要制熱時，中央空調(diào)系統(tǒng)僅需要通過冷熱水泵(在夏季稱為冷凍水泵)將常溫水泵入蒸汽熱交換器的盤管，通過與蒸汽的充分熱交換后再將熱水送到各樓層的風機盤管中，即可實現(xiàn)向用戶提供供暖熱風。液體汽化制冷是利用液體汽化時的吸熱、冷凝時的放熱效應來實現(xiàn)制冷的。液體汽化形成蒸汽。當液體（制冷工質(zhì)）處在密閉的容器中時，此容器中除了液體及液體本身所產(chǎn)生的蒸汽外，不存在其他任何氣體，液體和蒸汽將在某一壓力下達到平衡，此時的汽體稱為飽和蒸汽，壓力稱為飽和壓力，溫度稱為飽和溫度。平衡時液體不再汽化，這時如果將一部分蒸汽從容器中抽走，液體必然要繼續(xù)汽化產(chǎn)生一部分蒸汽來維持這一平衡。液體汽化時要吸收熱量，此熱量稱為汽化潛熱。汽化潛熱來自被冷卻對象，使被冷卻對象變冷。為了使這一過程連續(xù)進行，就必須從容器中不斷地抽走蒸汽，并使其凝結成液體后再回到容器中去。從容器中抽出的蒸汽如直接冷凝成蒸汽，則所需冷卻介質(zhì)的溫度比液體的蒸發(fā)溫度還要低，我們希望蒸汽的冷凝是在常溫下進行，因此需要將蒸汽的壓力提高到常溫下的飽和壓力。制冷工質(zhì)將在低溫、低壓下蒸發(fā)，產(chǎn)生冷效應；并在常溫、高壓下冷凝，向周圍環(huán)境或冷卻介質(zhì)放出熱量。蒸汽在常溫、高壓下冷凝后變?yōu)楦邏阂后w，還需要將其壓力降低到蒸發(fā)壓力后才能進入容器。液體汽化制冷循環(huán)是由工質(zhì)汽化、蒸汽升壓、高壓蒸汽冷凝、高壓液體降壓四個過程組成。中央空調(diào)有很多形式，較為常見的有：風管式機組、冷(熱)水機組、變頻一拖多機組。下面我們就分別以這三種中央空調(diào)形式為例，看看這三種中央空調(diào)的工作原理。（一）風管(道)式機組的基本工作原理是：供冷時，室外的制冷機組吸收來自室內(nèi)機組的制冷劑蒸氣經(jīng)壓縮、冷凝后向各室內(nèi)機組輸送液體制冷劑。供熱時，室外的制冷機組吸收來自冷凝器的制冷劑蒸氣經(jīng)壓縮后向各室內(nèi)機組輸送汽體制冷劑，室內(nèi)機組通過布置在天花板上的回風口將空氣吸入，進行熱交換后送入安裝在室內(nèi)各房間天花板中的風管(道)內(nèi)，并通過出風口上的散流器向室內(nèi)各房間輸送空氣。在風管(道)上設計有新風門和排風門，可以按一定比例置換空氣，以保證室內(nèi)空氣的質(zhì)量。（二）冷(熱)水機組的基本工作原理是：室外的制冷機組對冷(熱)媒水進行制冷降溫(或加熱升溫)，然后由水泵將降溫后的冷媒(熱)水輸送到安裝在室內(nèi)的風機盤管機組中，由風機盤管機組采取就地回風的方式與室內(nèi)空氣進行熱交換實現(xiàn)對室內(nèi)空氣處理的目的。（三）變頻一拖多機組的基本工作原理是：供冷時，室外的制冷機組吸收來自室內(nèi)機組的制冷劑蒸氣經(jīng)壓縮、冷凝后向各室內(nèi)機組輸送液體制冷劑。供熱時，室外的制冷機組吸收來自冷凝器的制冷劑蒸氣經(jīng)壓縮后向各室內(nèi)機組輸送汽體制冷劑。各室內(nèi)機組通過暗裝的方式布置在天花板上。通過其回風口將空氣吸入，進行熱交換后送入，再從送風口將處理后的空氣采取就地回風的方式送回室內(nèi)。機組在能量調(diào)節(jié)方式上由微電腦控制，室外機組的變頻式壓縮機根據(jù)室內(nèi)冷熱負荷的變化，自動調(diào)節(jié)壓縮機的工作狀態(tài)，以滿足室內(nèi)冷熱負荷的要求。三、操作過程（一）實驗目的1、掌握中央空調(diào)系統(tǒng)的組成與工作原理。2、掌握中央空調(diào)系統(tǒng)的運行操作步驟。3、學會測量空調(diào)系統(tǒng)不同部位的溫濕度與空氣處理設備的冷量、風量等參數(shù)，并對測量結果進行分析。（二）實驗內(nèi)容1、根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)上各參數(shù)采集點進行溫濕度、壓力等數(shù)據(jù)的采集。2、通過制冷主機壓力表PK、P0可測出冷凝壓力、蒸發(fā)壓力，從蒸發(fā)器的溫度計上讀出冷凍水進出口溫度。3、風量測定利用熱球風速儀在風口處和風管中測定平均風速，可計算出風量、制冷量。（三）操作步驟1、做好準備工作。實驗開始之前，仔細研讀實驗裝置圖了解各個部件的作用。熟悉中央空調(diào)系統(tǒng)的組成與工作原理。2、合上總電源電閘，接通電源，在控制屏上設定好運行模式及各參數(shù)的設定。3、啟動冷凍水泵、開啟末端系統(tǒng)5分鐘后制冷主機自行啟動。觀察冷凍水系統(tǒng)水壓，調(diào)節(jié)冷凍水流量。如開啟空調(diào)箱應先開啟送風系統(tǒng)，根據(jù)需要再對風量進行調(diào)節(jié)。待系統(tǒng)穩(wěn)定后即可進行實驗測試調(diào)整記錄。4、測試結束后先關閉電加熱器、電加濕器，最大送風量運行10分鐘左右，關斷電源，拉下總閘。（四）實驗數(shù)據(jù)記錄及有關計算空氣流量、制冷量校核計算G＝r×L（kg/h）四、實驗感想隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，中央空調(diào)在商業(yè)和民用建筑中的應用越來越廣泛，中央空調(diào)成了現(xiàn)代建筑中不可缺少的組成部分。中央空調(diào)系統(tǒng)在給人們提供舒適的生活和工作環(huán)境的同時，又消耗掉了大量的能源。加之現(xiàn)代樓宇功能要求的不斷變化，設備功率和數(shù)量的增加，其能耗也不斷增大。大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在有中央空調(diào)的建筑物中，中央空調(diào)的能耗約占總能耗的40~60%，因此，研究中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能技術就顯得尤其重要。中央空調(diào)系統(tǒng)是一個龐大的設備群體，在組成空調(diào)系統(tǒng)的各種設備中，水泵所消耗的電能約占整個空調(diào)系統(tǒng)的四分之一左右。早期空調(diào)的水泵普遍采用定流量工作，能源浪費非常嚴重。而實際運行時，中央空調(diào)的冷負荷總是在不斷變化的，冷負荷變化時所需的冷凍水、冷卻水的流量也不同，冷負荷大時所需的冷凍水、冷卻水的流量也大，反之亦然。中央空調(diào)機組運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)分析，中央空調(diào)機90%的運行時間處于非滿負荷運行狀態(tài)。而冷凍水泵、冷卻水泵以及風機在此90%的時間內(nèi)仍處于100%的滿負荷運行狀態(tài)。這樣就導致了“大流量小溫差”的現(xiàn)象，使大量的電能白白浪費。通過實驗學習我還發(fā)現(xiàn)了中央空調(diào)存在的問題：1)設備選型中出現(xiàn)的問題現(xiàn)代樓宇建筑物在配置中央空調(diào)時，用戶是根據(jù)物業(yè)用途和滿足未來發(fā)展功能的需求變化而變化，在選用空調(diào)系統(tǒng)時根據(jù)制冷面積和功能要求，同時考慮到當?shù)貧鉁氐淖兓?，能滿足最熱時的冷量需求來確定功率機型，并留有10~15%的余量。2）系統(tǒng)設備組成中配套的問題中央空調(diào)系統(tǒng)是由不同的廠家提供的設備組合而成，不同的設備的技術要求和工藝水平存在著差別，而設計人員按照廠家提供性能參數(shù)要求，配置組合起來?，F(xiàn)實狀況卻存在千差萬別的情況，如：冷量、壓力、流量、楊程、功率、高度等因素左右著系統(tǒng)設備是否能正常協(xié)調(diào)的運行。3）季節(jié)、日夜、人流的因素的影響中央空調(diào)系統(tǒng)因季節(jié)、日夜溫差、人流因素的變化，因此決定著中央空調(diào)系統(tǒng)運行時是一個多變量的、復雜的、時變的系統(tǒng)，其過程要素之間存在著嚴重的非線性、大滯后及強耦合關系。五、小結智能建筑操作實驗課程很快就結束了，但是在這個課程中我卻學到了很多?，F(xiàn)在智能化已經(jīng)成為了時代發(fā)展不可逆轉的潮流，智能建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑的重要組成部分。隨著社會的發(fā)展，人們對建筑物的要求也越來越多，無論是建筑物的安防、消防，還是樓宇自控都離不開智能。透過這次課程，我更清楚地了解了本專業(yè)現(xiàn)在致力研